[發(fā)明專利]一種用于激光堆焊的送粉結(jié)構(gòu)以及激光堆焊裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711208613.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107962296B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚成武;劉恩澤;馮凱;黃堅(jiān);李鑄國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/342
• 分類號(hào): B23K26/342;B23K26/70
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明提供了一種用于激光堆焊的送粉結(jié)構(gòu)，包括可上下移動(dòng)的支架、支撐在支架上的儲(chǔ)粉漏斗、上端與儲(chǔ)粉漏斗的下端開(kāi)口連通的送粉管，所述送粉管的下端能夠插入到待焊接工件的深孔中。該送粉結(jié)構(gòu)能夠有效地減少粉末材料在焊接時(shí)的飛濺，進(jìn)而能夠有效地改善焊接效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種用于激光堆焊的送粉結(jié)構(gòu)以及激光堆焊裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于小內(nèi)徑零件的內(nèi)壁堆焊，工藝過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，故一直是各類加工制造企業(yè)的難點(diǎn)。針對(duì)小口徑深孔零件，目前主要采用的焊接方法有傳統(tǒng)的手工電弧堆焊(SMAW)、熔化極氣體保護(hù)焊(MIG、MAG)和非熔化極保護(hù)焊(TIG)以及激光堆焊等。從檢索的文獻(xiàn)和資料來(lái)看，采用將焊接熱源伸入小口徑零件深孔內(nèi)，在其內(nèi)壁實(shí)施送絲堆焊是主要采用的工藝方法。專利《深孔內(nèi)壁堆焊方法》(專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201610002531.3)，公開(kāi)了一種深孔內(nèi)壁堆焊方法，對(duì)常規(guī)焊槍進(jìn)行改造，調(diào)整延伸管的位置，使焊頭對(duì)準(zhǔn)深孔內(nèi)部的焊接部位，將焊絲頭部沿著送絲導(dǎo)管推送至焊頭處，即可進(jìn)行堆焊。

《一種小直徑內(nèi)壁堆焊焊槍頭》(專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201410801254.3)，公開(kāi)了一種小直徑內(nèi)壁堆焊焊槍頭，其是由槍頭體、壓蓋、鎢極夾、鎢極、氣體保護(hù)罩、進(jìn)氣管、進(jìn)水管和出水管組成，氣體保護(hù)罩的瓷質(zhì)弧形罩體與槍頭體之間構(gòu)成一保護(hù)氣腔，可明顯延長(zhǎng)焊槍壽命。以上幾種方法要求對(duì)焊槍進(jìn)行一定的改造，增加制造過(guò)程的成本和難度。

專利《利用激光堆焊對(duì)孔內(nèi)壁表面改性的表面改性的方法及裝置》(專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510489726.0)公開(kāi)了一種深孔零件內(nèi)壁激光堆焊制造工藝。該工藝方案是：采用載氣式送粉至孔內(nèi)，形成整個(gè)孔內(nèi)的連續(xù)水平鋪粉；通過(guò)傾斜激光束照射至內(nèi)孔壁，使用激光束將粉末堆焊材料逐點(diǎn)熔覆在孔的內(nèi)壁的表面上；隨著鋪粉送粉高度的增加，激光束斑點(diǎn)也隨之協(xié)同上升。然而，該專利還存在載氣式送粉方式的缺陷問(wèn)題，即采用載氣式送粉至孔內(nèi)，由于保護(hù)氣流的作用導(dǎo)致粉末在孔內(nèi)發(fā)散、飛濺。在激光熔覆過(guò)程中，內(nèi)壁在激光作用下受熱后溫度升高，飛濺粉末極易粘附在內(nèi)壁上，并逐漸形成大塊狀顆粒。這種內(nèi)壁粘附的大顆粒很難被激光完全熔化，從而成為堆焊層內(nèi)的夾渣。另外，飛濺的粉末容易被激光燒蝕，形成大量氧化粉塵顆粒，研制影響激光熔覆過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于激光堆焊的送粉結(jié)構(gòu)，采用靠自重下落的方式能夠有效減小粉末材料的飛濺，改善焊接質(zhì)量。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于激光堆焊的送粉結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括可上下移動(dòng)的支架、支撐在支架上的儲(chǔ)粉漏斗、上端與儲(chǔ)粉漏斗的下端開(kāi)口連通的送粉管，所述送粉管的下端能夠插入到待焊接工件的深孔中。

優(yōu)選地，所述送粉管包括傾斜設(shè)置的傾斜送粉管和上端與傾斜送粉管連通的豎向設(shè)置的豎向送粉管。

優(yōu)選地，所述豎向送粉管上套設(shè)有支撐在支架上的保護(hù)套，所述保護(hù)套上設(shè)置有冷卻裝置。

優(yōu)選地，所述冷卻裝置為水管。

本發(fā)明還提供了一種采用上述送粉結(jié)構(gòu)的激光堆焊裝置，包括用以向待焊接工件的深孔發(fā)射激光束的激光發(fā)射裝置和設(shè)置在送粉管的下端的下方的用以固定待焊接工件的工件固定結(jié)構(gòu)，所述送粉管的下端能夠插入到固定在工件固定結(jié)構(gòu)上的待焊接工件的深孔中。

優(yōu)選地，所述激光發(fā)射裝置焊接在支架上。

優(yōu)選地，激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束與豎直方向的夾角為3～15°。

優(yōu)選地，所述工件固定結(jié)構(gòu)能夠旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，還包括同軸且可拆卸地設(shè)置在待焊接工件上方的延長(zhǎng)套筒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：